博科园：本文为光学与光子学类
特文特大学科学家们发现了一个微型光子监狱，即纳米空间。它是一个被光学晶体包围的极小的腔体，是在两个垂直方向上蚀刻的孔隙结构。将光子限制在这个3-D腔内可能会产生微小而高效的激光和led，存储信息或超灵敏的光传感器，研究结果发表在美国物理学会期刊《物理评论B》上。
捕捉光的技术是光子学基础，一个著名的腔由两个反射镜组成，反射镜之间的驻波由一定颜色光组成，这取决于反射镜之间的距离。这是激光的工作原理，但是从侧面漏出的光将再也不会被反射。
博科园-科学科普：有没有可能把光子困在一个由镜子包围的三维“监狱牢房”里？德克萨斯大学研究人员现在证明了这一点。在这种情况下，镜子是由三维光子晶体构成，其中孔洞在两个垂直的方向上被深深地蚀刻在硅上。光子晶体以其特殊的光特性而闻名，孔的结构和周期性只允许特定波长的光在晶体内部传播。但是如何在这样的结构中形成一个腔来捕获光子呢？德克萨斯大学研究人员在他们的新论文中指出，通过故意改变两个毛孔的直径，这是可能的。在它们的交叉点，晶体内部形成不规则或缺陷。
这个微小腔体被周期性的晶体结构所包围，迫使光子返回腔体。论文的第一作者Devashish博士说：根本没有退路，我们的计算表明，在这个微小的腔体中，光能比晶体外部增强了2400倍，这是一个非常大的增强，考虑到小的维度。通过改变局部的周期结构，晶体还显示出对可见光的相当大的吸收，其吸收能力是块状硅的10倍。这种在非常小的体积内的强吸收，是新型传感器的一大特性。UT's MESA+研究所复杂光子学系统组组长威廉•沃斯教授表示：
由于孔隙密度高，这种晶体非常轻——也称之为‘多孔性’。在早期的出版物中，该小组展示了类似钻石的光子晶体可以反射非常广泛各种角度光的颜色：这些结果促进了现在提出的新发现。在未来几代光子集成电路(PICs)中，纳米器件有望在光信号处理、信息存储或量子光子器件中发挥重要作用。这项研究是由德州大学梅萨+研究所的复杂光子系统组和计算科学数学组共同完成。
博科园-科学科普｜研究/来自: 特文特大学/Wiebe Van Der Veen
参考期刊文献:《物理评论B》
DOI: 10.1103/PhysRevB.99.075112
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